在約占我國(guó)國(guó)土面積41%的60億畝草地上，放養(yǎng)著數(shù)以?xún)|計(jì)的牛羊，它們是群眾賴(lài)以生存的“飯盒子”和“奶罐子”，草地的健康與人類(lèi)生產(chǎn)生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，放牧?xí)?duì)草場(chǎng)造成破壞。近日，蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)創(chuàng)新研究院劉向研究員通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一定梯度的放牧可以通過(guò)病原體減少植物病害從而間接保護(hù)草地。

植物病原體包括病原菌物(又包括病原真菌和病原卵菌)、病原細(xì)菌、病原線蟲(chóng)和植物病毒等類(lèi)群，根據(jù)病原體的生活史特征，又可以被分為活體營(yíng)養(yǎng)型病原體和死體營(yíng)養(yǎng)型病原體。“如果把病原體比喻成‘吸血鬼’的話(huà)，可區(qū)分為‘吸人血’的活體營(yíng)養(yǎng)型病原體和‘吸鬼血’的死體營(yíng)養(yǎng)型病原體。”劉向告訴記者，所謂活體營(yíng)養(yǎng)型病原體，是指僅能從宿主的活細(xì)胞中獲取營(yíng)養(yǎng)，并生活在活植物組織內(nèi)的病原體，病毒在離開(kāi)活細(xì)胞后，就會(huì)迅速失活，比如植物常見(jiàn)的銹病和白粉病等，其病原體就屬于活體營(yíng)養(yǎng)型。而死體營(yíng)養(yǎng)型病原體，則是指能夠從宿主的死細(xì)胞中獲取營(yíng)養(yǎng)，并可以生活在死植物組織內(nèi)的病原體。

病原體的上述生活史特點(diǎn)，直接導(dǎo)致活體營(yíng)養(yǎng)型病原體的繁殖體往往只能存在于鮮活的植物組織內(nèi)，而死體營(yíng)養(yǎng)型病原體的繁殖體則在枯枝落葉和土壤中無(wú)處不在。

根據(jù)植物病原體的特點(diǎn)，劉向課題組選擇青藏高原東部的典型高寒草甸為研究對(duì)象。青藏高原作為世界屋脊，也是5000萬(wàn)只綿羊，1400萬(wàn)頭牦牛生存的“樂(lè)土”。

劉向課題組利用牦牛放牧梯度實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，針對(duì)不同放牧梯度(在一定面積的草地上放養(yǎng)不同數(shù)量的牛羊，放的牛羊越多則放牧強(qiáng)度越大)下植物病害的發(fā)生情況開(kāi)展了大量的調(diào)查，初步發(fā)現(xiàn)放牧?xí)苯咏档突铙w營(yíng)養(yǎng)型病原體所導(dǎo)致的植物病害，如銹病。“也就是說(shuō)，一定強(qiáng)度的放牧可以通過(guò)病原體減少植物病害間接保護(hù)草地。”劉向說(shuō)。

同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，放牧對(duì)病原體的抑制僅限于活體營(yíng)養(yǎng)型，對(duì)死體營(yíng)養(yǎng)型病原體所導(dǎo)致的植物病害，如葉斑病，則無(wú)顯著影響。

上述的發(fā)現(xiàn)是僅僅在青藏高原成立，還是放之四海而皆準(zhǔn)?

為了證實(shí)上述發(fā)現(xiàn)是否具有普遍性，劉向課題組基于Web of Science和中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，在全球范圍內(nèi)共計(jì)獲取了63項(xiàng)有關(guān)放牧影響植物病害的案例研究，而后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。

分析結(jié)果證實(shí)了劉向課題組之前根據(jù)高寒草甸放牧實(shí)驗(yàn)所得出結(jié)論的準(zhǔn)確性：放牧在降低活體營(yíng)養(yǎng)型病原體引起病害的同時(shí)，并不會(huì)顯著影響死體營(yíng)養(yǎng)型病原體所引起的病害。

劉向團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步設(shè)計(jì)了控制性實(shí)驗(yàn)，以探究這種差異化影響的潛在機(jī)制。他選擇了兩種高寒草甸常見(jiàn)植物，其中一種攜帶由活體營(yíng)養(yǎng)型病原體引起的銹病，而另一種則攜帶由死體營(yíng)養(yǎng)型病原體引起的葉斑病。研究人員使用剪刀人工去除掉部分植物葉片以模擬放牧可能給植物葉片帶來(lái)的影響，而后對(duì)病害的發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)查。

控制實(shí)驗(yàn)證實(shí)，活體營(yíng)養(yǎng)型病原體主要分布在新鮮牧草上，放牧過(guò)程中，牲畜啃食牧草，移除了活體營(yíng)養(yǎng)型病原體的繁殖體，從而達(dá)到控制傳播源的目的。同時(shí)，牲畜在啃食過(guò)程中，植物產(chǎn)生的傷口可能會(huì)促進(jìn)死體營(yíng)養(yǎng)型病原菌的傳播，進(jìn)而引發(fā)病害，因?yàn)樗荔w營(yíng)養(yǎng)型病原菌的繁殖體往往能夠大量存在于枯枝落葉、土壤甚至空氣中。

目前，該成果以《Contrasting effects of mammal grazing on foliar fungal diseases: patterns and potential mechanisms》為題發(fā)表在國(guó)際植物學(xué)頂級(jí)刊物New Phytologist上。該研究回答了放牧究竟會(huì)如何影響不同生活史類(lèi)型病原體引起的植物病害，極大地提高了我們對(duì)放牧情景下植物病害發(fā)生情況的預(yù)測(cè)能力，為制定草原利用和管理措施，開(kāi)發(fā)草原生物災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)提供了重要的理論支撐。(邸金 杜英)

關(guān)鍵詞： 草地病害